DE102018119804A1 - PAD ASYMMETRY COMPENSATION - Google Patents

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Abstract

Ein Modulator (100) umfassend eine Delta-Sigma-Modulationsschaltung (110) mit einer Ordnung größer als 1, und die ausgelegt ist, um ein Eingangssignal in ein pulsdichtemoduliertes (PDM) Signal zu modulieren; und eine Pad-Asymmetriekompensations(PAC, Pad Asymmetric Compensation)-Schaltung (120), die ausgelegt ist, um eine Beziehung zwischen einer Größe des Eingangssignals und einer Anzahl von Anstiegs- oder Abfallübergängen des PDM-Signals durch Maximieren der Anzahl von Anstiegs- oder Abfallübergängen des PDM-Signals zu linearisieren und ein modifiziertes PDM-Signal auszugeben, wobei die linearisierte Beziehung zum Kompensieren eines beliebigen Offsets im PDM-Signal dient.

Figure DE102018119804A1_0000
A modulator (100) comprising a delta-sigma modulation circuit (110) having an order greater than 1 and arranged to modulate an input signal into a pulse density modulated (PDM) signal; and a Pad Asymmetric Compensation (PAC) circuit (120) configured to determine a relationship between a magnitude of the input signal and a number of rise or fall transitions of the PDM signal by maximizing the number of rise or fall To linearize drop transitions of the PDM signal and output a modified PDM signal, the linearized relationship being used to compensate for any offset in the PDM signal.
Figure DE102018119804A1_0000

Description

Integrierte Halbleiterschaltungen (IC, Integrated Circuits) weisen Input/Output(I/O)-Pads auf, die physikalisch asymmetrisch sein können, was zu einer Asymmetrie zwischen Anstiegs- und Abfallzeiten passierender Signale führt.Integrated Circuits (IC) have input / output (I / O) pads that can be physically asymmetric, resulting in an asymmetry between rise and fall times of passing signals.

7 veranschaulicht, dass in einer herkömmlichen Delta-Sigma-Modulatorschaltung, wenn ein pulsdichtemoduliertes (PDM) Signal durch ein asymmetrisches I/O-Pad passiert und unter Verwendung eines Tiefpassfilters (LPF, Low Pass Filter) demoduliert oder gemittelt wird, die Asymmetrie zu einem Spannungsoffset des Gleichstroms (DC, Direct Current) führt. E1 und E0 repräsentieren jeweils die Pulsbreiten einer logischen 1 und einer logischen 0. Falls das PDM-Signal durch ein symmetrisches I/O-Pad passiert, sind die Anstiegs- und Abfallzeiten des PDM-Signals gleich, und somit gibt es keinen DC-Spannungsoffset. Falls das PDM-Signal andererseits durch ein asymmetrisches I/O-Pad passiert, gibt es einen DC-Spannungsoffset, der abhängig vom Typ der Asymmetrie positiv oder negativ sein kann. Genauer gesagt, falls die Anstiegszeit kleiner als die Abfallzeit ist, ist der DC-Spannungsoffset positiv. Und falls die Anstiegszeit größer als die Abfallzeit ist, ist der DC-Spannungsoffset negativ. Der DC-Spannungsoffset wird nicht leicht kompensiert. 7 illustrates that in a conventional delta-sigma modulator circuit, when a pulse density modulated (PDM) signal passes through an asymmetric I / O pad and is demodulated or averaged using a low pass filter (LPF), the asymmetry becomes a voltage offset of the direct current (DC) leads. E1 and E0 each represents the pulse widths of a logical 1 and a logical 0. If the PDM signal passes through a balanced I / O pad, the rise and fall times of the PDM signal are the same, and thus there is no DC voltage offset. On the other hand, if the PDM signal passes through an asymmetric I / O pad, there is a DC voltage offset that may be positive or negative depending on the type of asymmetry. More specifically, if the rise time is less than the fall time, the DC voltage offset is positive. And if the rise time is greater than the fall time, the DC voltage offset is negative. The DC voltage offset is not easily compensated.

Herkömmliche Ansätze zum Erzielen von Symmetrie zwischen Anstiegs- und Abfallzeiten haben sich auf die Verbesserung des I/O-Pad-Designs konzentriert. Derartige Ansätze sind insofern nachteilig, dass sie längere Designzyklen, komplexere Pad-Designs, einen höheren Stromverbrauch, eine größere Fläche und höhere Kosten aufweisen.

  • 1 veranschaulicht eine schematische Darstellung eines Modulators gemäß Aspekten der Offenbarung.
  • 2 veranschaulicht eine Tabelle von Eingangssignalgrößen, Ausgangssignal-Bitströmen und Pulsdichten eines Delta-Sigma-Modulators (DSM) aus 1.
  • 3 veranschaulicht ein Flussdiagramm eines Verfahrens, das von einer Pad-Asymmetriekompensations(PAC, Pad Asymmetric Compensation)-Schaltung gemäß Aspekten der Offenbarung durchgeführt wird.
  • 4 veranschaulicht eine graphische Darstellung von Ausgangs-Bitströmen eines herkömmlichen DSM und eines DSM mit PAC-Logik gemäß Aspekten der Offenbarung.
  • 5 veranschaulicht eine graphische Darstellung der Anzahl von Flanken/Übergängen im Vergleich zur Eingangsgröße für einen herkömmlichen DSM und einen DSM mit PAC-Logik gemäß Aspekten der Offenbarung.
  • 6 veranschaulicht ein Flussdiagramm eines Modulationsverfahrens gemäß Aspekten der Offenbarung.
  • 7 veranschaulicht einen Ausgangs-Bitstrom eines herkömmlichen DSM, der unter Verwendung eines Tiefpassfilters (LPF, Low Pass Filter) in eine analoge Spannung demoduliert wird.
Traditional approaches to achieving symmetry between rise and fall times have focused on improving the I / O pad design. Such approaches are disadvantageous in that they have longer design cycles, more complex pad designs, higher power consumption, larger area, and higher costs.
  • 1 FIG. 12 illustrates a schematic of a modulator according to aspects of the disclosure. FIG.
  • 2 FIG. 12 illustrates a table of input signal quantities, output signal bitstreams and pulse densities of a delta-sigma modulator (DSM) 1 ,
  • 3 FIG. 12 illustrates a flowchart of a method performed by a Pad Asymmetric Compensation (PAC) circuit in accordance with aspects of the disclosure.
  • 4 12 illustrates a graphical representation of output bitstreams of a conventional DSM and a DSM with PAC logic in accordance with aspects of the disclosure.
  • 5 12 illustrates a plot of the number of edges versus transients for a conventional DSM and a DSM with PAC logic in accordance with aspects of the disclosure.
  • 6 FIG. 12 illustrates a flowchart of a modulation method according to aspects of the disclosure. FIG.
  • 7 FIG. 12 illustrates an output bitstream of a conventional DSM that is demodulated into an analog voltage using a low pass filter (LPF).

Die vorliegende Offenbarung richtet sich auf einen Modulator umfassend eine Delta-Sigma-Modulationsschaltung (110) mit einer Ordnung größer als 1, und die ausgelegt ist, um ein Eingangssignal in ein pulsdichtemoduliertes (PDM) Signal zu modulieren,und eine Pad-Asymmetriekompensations(PAC, Pad Asymmetric Compensation)-Schaltung, die ausgelegt ist, um eine Beziehung zwischen einer Größe des Eingangssignals und einer Anzahl von Anstiegs- oder Abfallübergängen des PDM-Signals durch Maximieren der Anzahl von Anstiegs- oder Abfallübergängen des PDM-Signals zu linearisieren und ein modifiziertes PDM-Signal auszugeben, wobei die linearisierte Beziehung zum Kompensieren eines beliebigen Offsets im PDM-Signal dient.The present disclosure is directed to a modulator comprising a delta-sigma modulation circuit ( 110 ) with an order greater than 1 , and configured to modulate an input signal into a pulse density modulated (PDM) signal, and a Pad Asymmetric Compensation (PAC) circuit configured to determine a relationship between a magnitude of the input signal and a number of To linearize slope or fall transitions of the PDM signal by maximizing the number of rise or fall transitions of the PDM signal and output a modified PDM signal, the linearized relationship serving to compensate for any offset in the PDM signal.

In einer herkömmlichen DSM-Schaltung mit einer Ordnung größer als eins besteht eine nichtlineare Beziehung zwischen einer Größe eines analogen/digitalen Eingangssignals und einer Anzahl von Übergängen oder Flanken eines PDM-Ausgangssignals (d. h. logische 0 zu 1 und umgekehrt). Die hierin offenbarte PAC-Schaltung ist ausgelegt, um diese nichtlineare Beziehung zu linearisieren. Unter Verwendung dieser linearen Beziehung kann die I/O-Pad-Asymmetrie durch Multiplizieren des Eingangssignals, des Ausgangs-PDM-Signals oder seines demodulierten Signals mit einem entsprechenden linearen Faktor kompensiert werden.In a conventional DSM circuit having an order greater than one, there is a non-linear relationship between a size of an analog / digital input signal and a number of transitions or edges of a PDM output signal (ie, logic output) 0 to 1 and vice versa). The PAC circuit disclosed herein is designed to linearize this non-linear relationship. Using this linear relationship, the I / O pad asymmetry can be compensated by multiplying the input signal, the output PDM signal or its demodulated signal by a corresponding linear factor.

1 veranschaulicht eine schematische Darstellung eines Modulators 100 gemäß Aspekten der Offenbarung. 1 illustrates a schematic representation of a modulator 100 in accordance with aspects of the disclosure.

Der Modulator 100 umfasst eine Full-Feedforward-Delta-Sigma-Modulator(DSM)-Schaltung 110 zweiter Ordnung und eine Pad-Asymmetriekompensations(PAC, Pad Asymmetric Compensation)-Schaltung 120. The modulator 100 includes a full-feedforward delta-sigma modulator (DSM) circuit 110 second order and pad asymmetry compensation (PAC, Pad Asymmetric Compensation) circuit 120 ,

Die DSM-Schaltung 110 kann ein beliebiger DSM mit einer Ordnung größer als eins sein (d. h. zweiter Ordnung, dritter Ordnung usw.), und der ausgelegt ist, um ein Eingangssignal in ein pulsdichtemoduliertes (PDM) Signal zu modulieren. Die Ordnung der DSM-Schaltung 110 ist durch ihre Anzahl von Integratoren definiert. Die DSM-Schaltung 110 umfasst einen Subtrahierer 111, eine Integrationsschaltung 112 und 113, einen Komparator 114, einen Digital-Digital-Wandler (DDC, Digital-to-Digital Converter) 115, einen ersten Multiplikationsfaktor 116 und einen zweiten Multiplikationsfaktor 117.The DSM circuit 110 may be any DSM having an order greater than one (ie, second order, third order, etc.) and designed to modulate an input signal into a pulse density modulated (PDM) signal. The order of the DSM circuit 110 is defined by their number of integrators. The DSM circuit 110 includes a subtractor 111 , an integration circuit 112 and 113 , a comparator 114 , a digital-to-digital converter (DDC, Digital-to-Digital Converter) 115 , a first multiplication factor 116 and a second multiplication factor 117 ,

Der Subtrahierer 111 ist ausgelegt, um ein modifiziertes PDM-Signal, das vom DDC 115 empfangen wird, vom Eingangssignal zu subtrahieren und ein Differenz-/Fehlersignal auszugeben. Das Eingangssignal in diesem Beispiel ist ein 16-Bit-Eingangssignal, obwohl die Offenbarung in dieser Hinsicht nicht eingeschränkt ist.The subtractor 111 is designed to receive a modified PDM signal from the DDC 115 is to subtract from the input signal and output a difference / error signal. The input signal in this example is a 16-bit input signal, although the disclosure is not limited in this regard.

Die Integrationsschaltung umfasst eine Mehrzahl von Integratoren, in diesem Fall den Integrator 112 der ersten Stufe und den Integrator 113 der zweiten Stufe. Die Integrationsschaltung ist ausgelegt, um das Differenz-/Fehlersignal vom Subtrahierer 111 auf dem Integrator 112 der ersten Stufe und anschließend auf dem Integrator 113 der zweiten Stufe zu akkumulieren. Die Integratorschaltung wirkt als LPF für das Eingangssignal. Die Integrationsschaltung gibt ein Integrationssignal aus, das über einen vorbestimmten Zeitraum proportional zum Differenz-/Fehlersignal ist.The integration circuit comprises a plurality of integrators, in this case the integrator 112 the first stage and the integrator 113 the second stage. The integration circuit is adapted to receive the difference / error signal from the subtractor 111 on the integrator 112 the first stage and then on the integrator 113 to accumulate the second stage. The integrator circuit acts as LPF for the input signal. The integration circuit outputs an integration signal that is proportional to the difference / error signal for a predetermined period of time.

Der Komparator 114 ist ausgelegt, um eine Summierung des Integrationssignals und der Zwischen-/internen Signale multipliziert mit den Multiplikationsfaktoren 116 und 117 mit einem bestimmten Schwellenwert zu vergleichen und das PDM-Signal auszugeben, das in diesem Beispiel ein Ein-Bit-Signal ist, das eine oder mehrere logische 0en und/oder 1en umfasst.The comparator 114 is designed to be a summation of the integration signal and the intermediate / internal signals multiplied by the multiplication factors 116 and 117 with a certain threshold and output the PDM signal, which in this example is a one-bit signal comprising one or more logical 0s and / or 1s.

Der DDC 115 ist im Feedback-Pfad zwischen einem Ausgang der PAC-Schaltung 120 und dem Subtrahierer 111 gekoppelt. Der DDC 115 ist ausgelegt, um das modifizierte PDM-Signal von einem Ein-Bit-Signal zurück in ein Multi-Bit-Signal umzuwandeln, in diesem Fall ein 16-Bit-Signal.The DDC 115 is in the feedback path between an output of the PAC circuit 120 and the subtractor 111 coupled. The DDC 115 is adapted to convert the modified PDM signal from a one-bit signal back to a multi-bit signal, in this case a 16-bit signal.

Die PAC-Schaltung 120 ist ausgelegt, um eine Beziehung zwischen einer Größe des Eingangssignals und einer Anzahl von Anstiegs- oder Abfallübergängen/-flanken des PDM-Signals durch Maximieren der Anzahl von Anstiegs- oder Abfallübergängen zu linearisieren. Diese linearisierte Beziehung wird zum Kompensieren eines Spannungsoffsets im demodulierten PDM-Signal aufgrund von I/O-Pad-Asymmetrie durch Multiplizieren des Eingangssignals, des PDM-Signals oder seines demodulierten Signals mit einem linearen Faktor basierend auf der linearisierten Beziehung verwendet. Die PAC-Schaltung 120 gibt dieses modifizierte PDM-Signal aus.The PAC circuit 120 is configured to linearize a relationship between a magnitude of the input signal and a number of rising or falling transitions / edges of the PDM signal by maximizing the number of rise or fall transitions. This linearized relationship is used to compensate for a voltage offset in the demodulated PDM signal due to I / O pad imbalance by multiplying the input signal, the PDM signal or its demodulated signal by a linear factor based on the linearized relationship. The PAC circuit 120 outputs this modified PDM signal.

Der nach der Demodulation des PDM-Signals erzeugte Spannungsoffset ist eine Funktion der Anzahl von Anstiegs- und Abfallflanken im PDM-Signal. Falls das Ausgangs-PDM-Signal stets eine 1 ist, wird das PDM-Signal keine Flanken aufweisen; der Effekt der Asymmetrie wird in diesem Fall vernachlässigbar sein, da keine Flanken vorhanden sind, und somit keine Anstiegszeit- und Abfallzeitasymmetrien. Je größer die Anzahl von Flanken ist, desto größer ist der Asymmetrieeffekt und desto größer ist der Spannungsoffset.The voltage offset generated after demodulation of the PDM signal is a function of the number of rising and falling edges in the PDM signal. If the output PDM signal is always a 1 is, the PDM signal will have no edges; the effect of asymmetry will be negligible in this case because there are no edges and thus no rise time and fall time asymmetries. The greater the number of edges, the greater the asymmetry effect and the greater the voltage offset.

Die Erhöhung der Anzahl von Flanken erhöht den Gesamtspannungsoffset nach der Demodulation. Die Erhöhung macht es jedoch leichter, den Spannungsoffset zu kompensieren. Der Spannungsoffset kann durch Multiplizieren des Eingangssignals, des PDM-Ausgangssignals oder seines demodulierten Signals mit einem Linearitätsfaktor entsprechend der linearen Beziehung kompensiert werden.Increasing the number of edges increases the total voltage offset after demodulation. The increase, however, makes it easier to compensate for the voltage offset. The voltage offset can be compensated for by multiplying the input signal, the PDM output signal or its demodulated signal by a linearity factor corresponding to the linear relationship.

2 veranschaulicht eine Tabelle 200 von Eingangssignalgrößen, Ausgangssignal-Bitströmen und Pulsdichten des DSM 110 aus 1. 2 illustrates a table 200 of input signal quantities, output signal bit streams, and DSM pulse densities 110 out 1 ,

Die Ausgangs-Bitströme des DSM 110 weisen Pulsdichten basierend auf den Eingangssignalgrößen auf. Für ein Full-Scale-Eingangssignal ist der Ausgang alles logische 1en. Für ein halbes Full-Scale-Eingangssignal sind die Anzahl der logischen 0en und der logischen 1en gleich.The output bit streams of the DSM 110 have pulse densities based on the input signal quantities. For a full-scale input signal, the output is all logic 1s. For half a full-scale input signal, the number of logical 0's and logical 1's are the same.

Unter Berücksichtigung eines Szenarios, in dem der Full-Scale-Wert des Eingangssignals des DSM 110 216 (65.536) beträgt, gibt es, wenn ein Eingangssignal von 0 vorhanden ist, eine Pulsdichte von 0 %. Wenn ein Eingangssignal von 214 vorhanden ist, gibt es eine Pulsdichte von 25 %, das heißt 25 % der Bits sind 1en und 75 % der Bits sind 0en. Ein Eingangssignal von 214 bedeutet nicht einen absoluten Eingang von 214, sondern 214 geteilt durch den Full-Scale-Wert von 216 (d. h. 214/216, was ¼ oder 25 % ist). In ähnlicher Weise weist ein Eingangssignal von 215 eine Pulsdichte von 215/216 auf, was ½ oder 50 % ist.Taking into account a scenario in which the full-scale value of the input signal of the DSM 110 216 (65,536), if there is an input signal of 0, there is a pulse density of 0%. If an input signal of 2 14 is present, there is a pulse density of 25%, that is 25% of the bits 1s and 75% of the bits are 0s. An input signal of 2 14 does not mean an absolute input of 2 14, but 2 14 divided by the full-scale value of 2 16 (ie, 2 14/2 16, which ¼ or 25%). Similarly, an input signal from 2 15 to a pulse density of 2 15/2 16, which is ½ or 50%.

3 veranschaulicht ein Flussdiagramm 300 eines, Verfahrens, das von der Pad-Asymmetriekompensations(PAC, Pad Asymmetric Compensation)-Schaltung 120 gemäß Aspekten der Offenbarung durchgeführt wird. 4 veranschaulicht eine graphische Darstellung 400 von Ausgangs-Bitströmen eines herkömmlichen DSM und des DSM 110 mit der PAC-Schaltung 120. 3 illustrates a flowchart 300 a method that uses the Pad Asymmetry Compensation (PAC) circuit 120 according to aspects of the disclosure. 4 illustrates a graphical representation 400 of output bitstreams of a conventional DSM and the DSM 110 with the PAC circuit 120 ,

Im Überblick ist die PAC-Schaltung 120 ausgelegt, um eine lineare Beziehung zwischen den Eingangssignalgrößen und der Anzahl von Anstiegs- und Abfallübergängen/-flanken des PDM-Ausgangssignals durch Maximieren der Anzahl von Übergängen/Flanken im PDM-Ausgangssignal herzustellen. Diese Maximierung wird erreicht, indem die PAC-Schaltung 120 zwei aufeinanderfolgende logische 1en als Ausgangssignal für ein Eingangssignal vermeidet, das kleiner ist als ein vorbestimmter Prozentsatz der Full-Scale (z. B. 215, was 50 % ist), indem ein aktuelles Bit durch eine 0 (11 → 01) ersetzt wird. In ähnlicher Weise vermeidet die PAC-Schaltung 120 zwei aufeinanderfolgende logische 0en als Ausgangssignal für ein Eingangssignal, das größer oder gleich dem vorbestimmten Prozentsatz der Full-Scale ist, indem das aktuelle Bit durch eine logische 1 (00 → 10) ersetzt wird. Der vorbestimmte Prozentsatz der Full-Scale kann beispielsweise 50 % betragen, obwohl die Offenbarung in dieser Hinsicht nicht eingeschränkt ist.An overview is the PAC circuit 120 to establish a linear relationship between the input signal quantities and the number of rise and fall transitions / edges of the PDM output signal by maximizing the number of transitions / edges in the PDM output signal. This maximization is achieved by the PAC circuit 120 avoids two consecutive logical 1s as an output signal for an input signal that is less than a predetermined percentage of the full-scale (eg, 2 15 , which is 50%) by replacing a current bit with a 0 (11 → 01) , Similarly, the PAC circuit avoids 120 two consecutive logical 0s as an output signal for an input signal that is greater than or equal to the predetermined percentage of the full-scale by replacing the current bit with a logical 1 (00 → 10). For example, the predetermined percentage of the full-scale may be 50%, although the disclosure is not limited in this regard.

Beim Durchlaufen des Flussdiagramms 300 für eine detailliertere Beschreibung wird die PAC-Schaltung 120 bei Schritt 310 aktiviert, indem ein PAC-Freigabebit (pac_en) auf eine logische 1 gesetzt wird. Natürlich ist die Offenbarung nicht auf dieses spezielle Design eingeschränkt; die PAC-Schaltung 120 kann in beliebiger Weise aktiviert werden.When going through the flowchart 300 for a more detailed description, see the PAC circuit 120 at step 310 activated by setting a PAC enable bit (pac_en) to a logical 1 is set. Of course, the disclosure is not limited to this particular design; the PAC circuit 120 can be activated in any way.

Falls bei Schritt 320 der aktuelle Wert des Eingangssignals kleiner als ein vorbestimmter Prozentsatz der Full-Scale ist, wird das PAC-Flip-Bit (pfb) beispielsweise auf eine logische 1 gesetzt. Falls andererseits der aktuelle Wert des Eingangssignals größer oder gleich dem vorbestimmten Prozentsatz der Full-Scale ist, wird das pfb beispielsweise auf eine logische 0 gesetzt. Der vorbestimmte Prozentsatz kann 50 % betragen, obwohl die Offenbarung in dieser Hinsicht nicht eingeschränkt ist.If at step 320 For example, if the current value of the input signal is less than a predetermined percentage of the full-scale, the PAC flip bit (pfb), for example, becomes a logical one 1 set. On the other hand, if the current value of the input signal is greater than or equal to the predetermined percentage of the full-scale, the pfb is set to a logical 0, for example. The predetermined percentage may be 50%, although the disclosure is not limited in this respect.

Bei Schritt 330 wird bestimmt, ob das PAC-Flip-Bit (pfb) sowohl gleich einem vorherigen Bit (pb) als auch einem aktuellen Bit (cb) des PDM-Signals von der DSM-Schaltung 110 ist. Das aktuelle Bit (cb) wird als vorheriges Bit (pb) für die nächste Abtastung/Biterzeugung gespeichert.At step 330 It is determined whether the PAC flip bit (pfb) is equal to both a previous bit (pb) and a current bit (cb) of the PDM signal from the DSM circuit 110 is. The current bit (cb) is stored as the previous bit (pb) for the next sample / bit generation.

Falls das PAC-Flip-Bit (pfb) sowohl gleich dem vorherigen Bit (pb) als auch dem aktuellen Bit (cb) des PDM-Signals von der DSM-Schaltung 110 ist (Schritt 360), gibt die PAC-Schaltung 120 eine Invertierung des aktuellen Bits ( cb ) aus (Schritt 370).If the PAC flip bit (pfb) is equal to both the previous bit (pb) and the current bit (cb) of the PDM signal from the DSM circuit 110 is (step 360 ), gives the PAC circuit 120 an inversion of the current bit ( cb ) (step 370 ).

Falls andererseits das PAC-Flip-Bit (pfb) nicht sowohl gleich dem vorherigen Bit als auch dem aktuellen Bit des PDM-Signals von der DSM-Schaltung 110 ist (Schritt 340), gibt die PAC-Schaltung 120 das aktuelle Bit (cb) aus (Schritt 350).On the other hand, if the PAC flip bit (pfb) is not equal to both the previous bit and the current bit of the PDM signal from the DSM circuit 110 is (step 340 ), gives the PAC circuit 120 the current bit (cb) off (step 350 ).

Bei Schritt 380 kann der Prozess zu Schritt 310 zurückkehren.At step 380 can the process to step 310 to return.

Die PAC-Schaltung 120 ist ferner ausgelegt, um das modifizierte PDM-Signal in die DSM-Schaltung 110 zurückzuführen, so dass sich die Pulsdichte des modifizierten PDM-Signals nicht von der Pulsdichte des unmodifizierten PDM-Signals unterscheidet. Wie in 4 gezeigt, weist der herkömmliche DSM ein PDM-Ausgangssignal mit acht Flanken und einer Pulsdichte von 50 % auf. Die DSM-Schaltung 110 mit der PAC-Schaltung 120 weist ein PDM-Ausgangssignal mit sechzehn Flanken auf und hält weiterhin die Pulsdichte von 50 % aufrecht. Die Pulsdichte wird durch eine Anzahl von 1en relativ zu 0en definiert. Die Pulsdichte variiert nicht, unabhängig von der Ordnung des Modulators. Nur die Verteilung ändert sich. Beispielsweise könnte der Bitstrom 111000 oder 101010 sein, in jedem Fall ist die Pulsdichte gleich.The PAC circuit 120 is further configured to convert the modified PDM signal into the DSM circuit 110 so that the pulse density of the modified PDM signal does not differ from the pulse density of the unmodified PDM signal. As in 4 As shown, the conventional DSM has a PDM output having eight edges and a pulse density of 50%. The DSM circuit 110 with the PAC circuit 120 has a sixteen-edge PDM output and continues to maintain the pulse density of 50%. The pulse density is defined by a number of 1s relative to 0s. The pulse density does not vary, regardless of the order of the modulator. Only the distribution changes. For example, the bitstream could be 111000 or 101010, in each case the pulse density is the same.

5 veranschaulicht eine graphische Darstellung 500 der Anzahl von Flanken/Übergängen im Vergleich zur Eingangsgröße für einen herkömmlichen DSM und für die DSM-Schaltung 110 mit der PAC-Schaltung 120 gemäß Aspekten der Offenbarung. 5 illustrates a graphical representation 500 the number of edges / transitions compared to the input for a conventional DSM and for the DSM circuit 110 with the PAC circuit 120 in accordance with aspects of the disclosure.

In Bezug auf die DSM-Schaltung 110 mit der PAC-Schaltung 120 erhöht sich, wenn sich die Eingangssignalgröße bis zur Hälfte der Full-Scale erhöht, die Anzahl der Flanken linear und nimmt anschließend linear ab, wie durch die Kurve 520 angezeigt. Dies liegt daran, dass das PAC-Flip-Bit (pfb) den Übergang zwischen einer Eingangssignalgröße, die weniger als die Hälfte der Full-Scale beträgt, auf mehr als die oder gleich der Hälfte der Full-Scale steuert. Für ein 16-Bit-Signal beträgt die Hälfte der Full-Scale 215. Für ein 32-Bit-Eingangssignal beträgt die Hälfte der Full-Scale 231. Die Offenbarung kann für jede Eingangssignal-Bitbreite modifiziert werden. Ohne die PAC-Schaltung 120 und das PAC-Flip-Bit (pfb) gibt es einen nichtlinearen Spannungsoffset, wie durch die Kurve 510 angezeigt.Regarding the DSM circuit 110 with the PAC circuit 120 increases as the input signal size increases to half of the full-scale, the number of edges linear and then decreases linear off, like through the bend 520 displayed. This is because the PAC flip bit (pfb) controls the transition between an input signal size that is less than half the full-scale to more than or equal to half the full-scale. For a 16-bit signal, half of the full-scale is 2 15 . For a 32-bit input signal, half of the full-scale is 2 31 . The disclosure may be modified for each input signal bit width. Without the PAC circuit 120 and the PAC flip bit (pfb) there is a nonlinear voltage offset, as through the curve 510 displayed.

Wieder gibt es eine Beziehung zwischen der Größe des Eingangssignals und einer Anzahl von Übergängen im PDM-Signal. Durch Herstellen einer linearen Beziehung ist es möglich, die I/O-Pad-Asymmetrien durch Multiplizieren des Eingangssignals, des PDM-Signals oder seines demodulierten Signals mit einem Verstärkungsfaktor zu kompensieren.Again, there is a relationship between the size of the input signal and a number of transitions in the PDM signal. By establishing a linear relationship, it is possible to compensate for the I / O pad imbalances by multiplying the input signal, the PDM signal or its demodulated signal by a gain factor.

Ohne jegliche I/O-Pad-Asymmetrie, d. h. die Anstiegs- und Abfallzeiten des Signals sind gleich, gilt: IM = TS TP *NRE*FS , wenn IM < 0,5 * FS ,

Figure DE102018119804A1_0001
und IM = ( 1 TS TP *NFE ) *FS , wenn IM 0,5 * FS ,
Figure DE102018119804A1_0002
wobei IM die Eingangssignalgröße, NRE die Anzahl der steigenden Flanken, NFE die Anzahl der fallenden Flanken, TS die Taktperiode, TP die Beobachtungszeit und FS der Full-Scale-Wert ist.Without any I / O pad asymmetry, ie the rise and fall times of the signal are the same, the following applies: IN THE = TS TP * NRE * FS if IM < 0.5 * FS .
Figure DE102018119804A1_0001
and IN THE = ( 1 - TS TP * NFE ) * FS if IM 0.5 * FS .
Figure DE102018119804A1_0002
where IM is the input signal magnitude, NRE is the number of rising edges, NFE is the number of falling edges, TS is the clock period, TP is the observation time, and FS is the full-scale value.

Bei I/O-Pad-Asymmetrie, d. h. die Anstiegs- und Abfallzeiten des Signals sind nicht gleich, gilt: IM = TS TP *NRE*FS ( 1 + Δ ) , wenn IM < 0,5 * FS ,

Figure DE102018119804A1_0003
und IM = ( 1 TS TP *NFE ) *FS ( 1 + Δ ) , wenn IM 0,5 * FS
Figure DE102018119804A1_0004
wobei Δ ein Asymmetriefaktor ist. Δ könnte positiv oder negativ sein. Falls die Beziehung zwischen IM und NRE/NFE linear gemacht wird, dann kann der Verstärkungsfaktor (1 + Δ) kompensiert werden, da Δ für die Prozessspannungstemperatur (PVT, Process Voltage Temperature) fast konstant ist.For I / O pad asymmetry, ie the rise and fall times of the signal are not equal, the following applies: IN THE = TS TP * NRE * FS ( 1 + Δ ) if IM < 0.5 * FS .
Figure DE102018119804A1_0003
and IN THE = ( 1 - TS TP * NFE ) * FS ( 1 + Δ ) if IM 0.5 * FS .
Figure DE102018119804A1_0004
where Δ is an asymmetry factor. Δ could be positive or negative. If the relationship between IM and NRE / NFE is made linear, then the gain factor (1 + Δ) can be compensated since Δ is almost constant for the process voltage temperature (PVT).

Um ferner eine lineare Beziehung zwischen den Größen des Eingangssignals und der Anzahl von Anstiegs- und Abfallflanken im PDM-Ausgangssignal herzustellen: Anzahl der Flaken = ( Linearer Faktor ) ( Eingangssignal )

Figure DE102018119804A1_0005
To further establish a linear relationship between the magnitudes of the input signal and the number of rising and falling edges in the PDM output signal: Number of flaks = ( Linear factor ) ( input )
Figure DE102018119804A1_0005

Der nach der Demodulation des PDM-Ausgangssignals erzeugte Spannungsoffset ist wie folgt eine Funktion der Anzahl von Anstiegs- und Abfallflanken im PDM-Ausgangssignal: Spannungsoffset = ( Anzahl der Flanken ) ( Asymmetriefaktor ) ,

Figure DE102018119804A1_0006
Spannungsoffset = ( Linearer Faktor ) ( Eingangssignal ) ( Asymmetriefaktor )
Figure DE102018119804A1_0007
The voltage offset produced after demodulation of the PDM output signal is a function of the number of rising and falling edges in the PDM output signal, as follows: voltage offset = ( Number of flanks ) ( asymmetry factor ) .
Figure DE102018119804A1_0006
voltage offset = ( Linear factor ) ( input ) ( asymmetry factor )
Figure DE102018119804A1_0007

Der lineare Faktor ist konstant. Der Asymmetriefaktor weist eine geringe Abhängigkeit von der Prozessspannungstemperatur (PVT, Process Voltage Temperature) auf.The linear factor is constant. The asymmetry factor has a low dependence on the process voltage temperature (PVT, Process Voltage Temperature).

Wenn beispielsweise ein Eingangssignal von 100 mV mit einem linearen Faktor von 100 multipliziert wird, gibt es laut Gleichung 5 10.000 Flanken (104). Falls der Asymmetriefaktor als 1 nV (10-9) berechnet wird, gibt es laut Gleichung 6 einen Spannungsoffset von (104) (10-9) =10-5 V (10 µV). Die Spannung des Ausgangssignals ist die erwartete Ausgangsspannung plus der Offset-Spannung. Für ein Eingangssignal von 100 wird somit angenommen, dass die Ausgangsspannung idealerweise 100 mV beträgt, aber es gibt einen Offset von 10 µV, so dass die Ausgangsspannung 100 mV plus 10 µV beträgt. Da der lineare Faktor unabhängig vom Eingangssignal konstant ist, kann das Eingangssignal unter Berücksichtigung der Offset-Spannung vorhergesagt werden. Falls die gewünschte Ausgangsspannung 100 mV beträgt, kann das Eingangssignal dann auf ungefähr 99,99 mV festgelegt werden, und mit der Offset-Spannung von 10 µV beträgt die Ausgangsspannung 100 mV.For example, if an input signal of 100 mV with a linear factor of 100 is multiplied, there are 10,000 flanks (10 4 ) according to Equation 5. If the asymmetry factor is calculated as 1 nV (10 -9 ), according to Equation 6 there is a voltage offset of (10 4 ) (10 -9 ) = 10 -5 V (10 μV). The voltage of the output signal is the expected output voltage plus the offset voltage. For an input signal from 100 It is thus assumed that the output voltage is ideally 100 mV, but there is an offset of 10 μV, so that the output voltage is 100 mV plus 10 μV. Since the linear factor is constant regardless of the input signal, the input signal can be predicted taking into account the offset voltage. If the desired output voltage is 100 mV, the input signal can then be set to approximately 99.99 mV, and with the offset voltage of 10 μV, the output voltage is 100 mV.

Das Training kann an einer einzelnen IC durchgeführt werden, um Asymmetrie zu bestimmen. Der IC-Designer kann die lineare Beziehung definieren und die Asymmetrie kompensieren.The training can be performed on a single IC to determine asymmetry. The IC designer can define the linear relationship and compensate for the asymmetry.

6 veranschaulicht ein Flussdiagramm 600 eines Modulationsverfahrens gemäß Aspekten der Offenbarung. 6 illustrates a flowchart 600 a modulation method according to aspects of the disclosure.

In Schritt 610 moduliert die Delta-Sigma-Modulationsschaltung 110 mit einer Ordnung größer als 1 ein Eingangssignal in ein pulsdichtemoduliertes (PDM) Signal.In step 610 modulates the delta-sigma modulation circuit 110 with an order greater than 1 an input to a pulse density modulated (PDM) signal.

In Schritt 620 linearisiert die Pad-Asymmetriekompensations(PAC, Pad Asymmetric Compensation)-Schaltung 120 eine Beziehung zwischen einer Größe des Eingangssignals und einer Anzahl von Anstiegs- oder Abfallübergängen des PDM-Signals durch Maximieren der Anzahl von Anstiegs- oder Abfallübergängen des PDM-Signals und gibt ein modifiziertes PDM-Signal aus. Die linearisierte Beziehung dient zum Kompensieren eines beliebigen Offsets im PDM-Signal.In step 620 linearizes the Pad Asymmetry Compensation (PAC) circuit 120 a relationship between a magnitude of the input signal and a number of rise or fall transitions of the PDM signal by maximizing the number of rise or fall transitions of the PDM signal and outputs a modified PDM signal. The linearized relationship serves to compensate for any offset in the PDM signal.

Für die Zwecke dieser Erörterung soll der Begriff „Schaltungen“ als Schaltung(en), Prozessor(en), Logik oder eine Kombination davon verstanden werden. Beispielsweise kann eine Schaltung eine analoge Schaltung, eine digitale Schaltung, eine Zustandsmaschinenlogik, andere strukturelle elektronische Hardware oder eine Kombination davon aufweisen.For purposes of this discussion, the term "circuits" shall be understood to mean circuitry (s), processor (s), logic, or a combination thereof. For example, a circuit may include analog circuitry, digital circuitry, state machine logic, other structural electronic hardware, or a combination thereof.

Es werden auch zahlreiche andere Ausführungsformen in Betracht gezogen. Hierzu gehören Ausführungsformen, die weniger, zusätzliche und/oder unterschiedliche Komponenten, Schritte, Merkmale, Objekte, Nutzen und Vorteile aufweisen. Dazu gehören auch Ausführungsformen, bei denen die Komponenten und/oder Schritte unterschiedlich angeordnet und/oder sortiert sind.Numerous other embodiments are also contemplated. These include embodiments that have fewer, additional and / or different components, steps, features, objects, benefits and benefits. This also includes embodiments in which the components and / or steps are arranged and / or sorted differently.

Obgleich das Vorstehende in Verbindung mit einer beispielhaften Ausführungsform beschrieben wurde, versteht es sich, dass der Begriff „beispielhaft“ lediglich als ein Beispiel und nicht als das beste oder das optimale gemeint ist. Dementsprechend soll die Offenbarung Alternativen, Modifikationen und Äquivalente abdecken, die innerhalb des Schutzbereichs der Offenbarung enthalten sein können.Although the foregoing has been described in connection with an exemplary embodiment, it will be understood that the term "exemplary" is meant to be exemplary only and not the best or optimal. Accordingly, the disclosure is intended to cover alternatives, modifications, and equivalents, which may be included within the scope of the disclosure.

Wenngleich spezielle Ausführungsformen hierin veranschaulicht und beschrieben wurden, werden Durchschnittsfachleute auf dem Gebiet verstehen, dass eine Vielzahl von alternativen und/oder äquivalenten Implementierungen für die gezeigten und beschriebenen speziellen Ausführungsformen substituiert werden können, ohne vom Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Diese Offenbarung soll alle Adaptationen oder Variationen der hierin erörterten speziellen Ausführungsformen abdecken.While particular embodiments have been illustrated and described herein, those of ordinary skill in the art will understand that a variety of alternative and / or equivalent implementations may be substituted for the specific embodiments shown and described without departing from the scope of the present disclosure. This disclosure is intended to cover any adaptations or variations of the specific embodiments discussed herein.

Claims (20)

Modulator (100), umfassend: eine Delta-Sigma-Modulationsschaltung (110) mit einer Ordnung größer als 1, und die ausgelegt ist, um ein Eingangssignal in ein pulsdichtemoduliertes (PDM) Signal zu modulieren; und eine Pad-Asymmetriekompensations(PAC, Pad Asymmetric Compensation)-Schaltung (120), die ausgelegt ist, um eine Beziehung zwischen einer Größe des Eingangssignals und einer Anzahl von Anstiegs- oder Abfallübergängen des PDM-Signals durch Maximieren der Anzahl von Anstiegs- oder Abfallübergängen des PDM-Signals zu linearisieren und ein modifiziertes PDM-Signal auszugeben, wobei die linearisierte Beziehung zum Kompensieren eines beliebigen Offsets im PDM-Signal dient.A modulator (100) comprising: a delta sigma modulation circuit (110) having an order greater than 1 and adapted to modulate an input signal into a pulse density modulated (PDM) signal; and a Pad Asymmetric Compensation (PAC) circuit (120) configured to determine a relationship between a magnitude of the input signal and a number of rise or fall transitions of the PDM signal by maximizing the number of rise or fall transitions linearize the PDM signal and output a modified PDM signal, wherein the linearized relationship is for compensating for any offset in the PDM signal. Modulator (100) nach Anspruch 1, wobei die PAC-Schaltung (120) ausgelegt ist, um das modifizierte PDM-Signal in die Delta-Sigma-Modulationsschaltung (110) zurückzuführen, so dass sich die Pulsdichte des modifizierten PDM-Signals nicht von der Pulsdichte des unmodifizierten PDM-Signals unterscheidet. Modulator (100) to Claim 1 wherein the PAC circuit (120) is adapted to return the modified PDM signal to the delta sigma modulation circuit (110) such that the pulse density of the modified PDM signal does not differ from the pulse density of the unmodified PDM signal , Modulator (100) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die PAC-Schaltung (120) ausgelegt ist, um die Anzahl von Anstiegs- oder Abfallübergängen des PDM-Signals zu maximieren durch: falls das Eingangssignal kleiner als ein vorbestimmter Prozentsatz der Full-Scale ist, Ersetzen von zwei aufeinanderfolgenden 1 Bits des PDM-Signals durch eine 0 und eine 1; und falls das Eingangssignal größer oder gleich dem vorbestimmten Prozentsatz der Full-Scale ist, Ersetzen von zwei aufeinanderfolgenden 0 Bits des PDM-Signals durch eine 1 und eine 0.Modulator (100) according to one of Claims 1 or 2 wherein the PAC circuit (120) is adapted to maximize the number of rise or fall transitions of the PDM signal by: if the input signal is less than a predetermined percentage of the full-scale, replacing two consecutive 1 bits of the PDM Signal through a 0 and a 1; and if the input signal is greater than or equal to the predetermined percentage of the full-scale, replacing two consecutive 0 bits of the PDM signal with a 1 and a 0. Modulator (100) nach Anspruch 3, wobei der vorbestimmte Prozentsatz 50 % beträgt.Modulator (100) to Claim 3 , wherein the predetermined percentage is 50%. Modulator (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die PAC-Schaltung (120) ausgelegt ist, um die Anzahl von Anstiegs- oder Abfallübergängen des PDM-Signals zu maximieren durch: Vergleichen von vorherigen und aktuellen Bits des PDM-Signals von der Delta-Sigma-Modulationsschaltung (110); falls das Eingangssignal kleiner als ein vorbestimmter Prozentsatz der Full-Scale ist und falls das vorherige und das aktuelle Bit des PDM-Signals beide 1 sind, Ersetzen des aktuellen Bits durch eine 0; und falls das Eingangssignal größer oder gleich dem vorbestimmten Prozentsatz der Full-Scale ist und falls das vorherige und das aktuelle Bit des PDM-Signals beide 0 sind, Ersetzen des aktuellen Bits durch eine 1.Modulator (100) according to one of Claims 1 to 4 wherein the PAC circuit (120) is adapted to maximize the number of rise or fall transitions of the PDM signal by: comparing previous and current bits of the PDM signal from the delta-sigma modulation circuit (110); if the input signal is less than a predetermined percentage of the full-scale and if the previous and current bits of the PDM signal are both 1, replacing the current bit with a 0; and if the input signal is greater than or equal to the predetermined percentage of the full-scale and if the previous and current bits of the PDM signal are both 0, replacing the current bit with a 1. Modulator (100) nach Anspruch 5, wobei der vorbestimmte Prozentsatz 50 % beträgt.Modulator (100) to Claim 5 , wherein the predetermined percentage is 50%. Modulator (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die PAC-Schaltung (120) ausgelegt ist, um die Anzahl von Anstiegs- oder Abfallübergängen des PDM-Signals zu maximieren durch: Setzen eines PAC-Flip-Bits auf 1, falls das Eingangssignal kleiner als ein vorbestimmter Prozentsatz der Full-Scale ist, und auf 0, falls das Eingangssignal größer oder gleich dem vorbestimmten Prozentsatz der Full-Scale ist; Bestimmen, ob das PAC-Flip-Bit gleich einem vorherigen Bit und einem aktuellen Bit des PDM-Signals von der Delta-Sigma-Modulationsschaltung (110) ist; falls das PAC-Flip-Bit sowohl gleich dem vorherigen Bit als auch dem aktuellen Bit des PDM-Signals von der Delta-Sigma-Modulationsschaltung (110) ist, Ausgeben einer Invertierung des aktuellen Bits; und falls das PAC-Flip-Bit weder gleich dem vorherigen Bit noch dem aktuellen Bit des PDM-Signals von der Delta-Sigma-Modulationsschaltung (110) ist, Ausgeben des aktuellen Bits.Modulator (100) according to one of Claims 1 to 6 wherein the PAC circuit (120) is adapted to maximize the number of rise or fall transitions of the PDM signal by: setting a PAC flip bit to 1 if the input signal is less than a predetermined percentage of the full-scale is and 0 if the input signal is greater than or equal to the predetermined percentage of the full-scale; Determining whether the PAC flip bit is equal to a previous bit and a current bit of the PDM signal from the delta sigma modulation circuit (110); if the PAC flip bit is equal to both the previous bit and the current bit of the PDM signal from the delta sigma modulation circuit (110), outputting an inversion of the current bit; and if the PAC flip bit is neither equal to the previous bit nor the current bit of the PDM signal from the delta sigma modulation circuit (110), outputting the current bit. Modulator (100) nach Anspruch 7, wobei der vorbestimmte Prozentsatz 50 % beträgt.Modulator (100) to Claim 7 , wherein the predetermined percentage is 50%. Modulator (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Delta-Sigma-Modulationsschaltung (110) umfasst: einen Subtrahierer (111), der ausgelegt ist, um das modifizierte PDM-Signal vom Eingangssignal zu subtrahieren und ein Differenz- oder Fehlersignal auszugeben; eine Integrationsschaltung, die eine Mehrzahl von Integratoren (112, 113) umfasst und ausgelegt ist, um ein Integrationssignal auszugeben, das über einen vorbestimmten Zeitraum proportional zum Subtraktionssignal ist; und einen Komparator (114), der ausgelegt ist, um das Integrationssignal mit einem Schwellenwert zu vergleichen und das PDM-Signal auszugeben.Modulator (100) according to one of Claims 1 to 8th wherein the delta-sigma modulation circuit (110) comprises: a subtractor (111) arranged to subtract the modified PDM signal from the input signal and output a difference or error signal; an integration circuit comprising a plurality of integrators (112, 113) and configured to output an integration signal proportional to the subtraction signal for a predetermined period of time; and a comparator (114) configured to compare the integration signal to a threshold and to output the PDM signal. Modulator (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Delta-Sigma-Modulationsschaltung (110) ferner umfasst: einen Digital-Digital-Wandler (115), der zwischen dem Komparator (114) und dem Subtrahierer (111) gekoppelt und ausgelegt ist, um das PDM-Signal von einem Ein-Bit-Signal in ein Multi-Bit-Signal umzuwandeln.Modulator (100) according to one of Claims 1 to 9 wherein the delta-sigma modulation circuit (110) further comprises: a digital-to-digital converter (115) coupled between the comparator (114) and the subtractor (111) and adapted to receive the PDM signal from an on To convert the bit signal into a multi-bit signal. Modulator (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei jeder Offset im PDM-Signal durch Multiplizieren des Eingangssignals mit einem Linearitätsfaktor basierend auf der linearisierten Beziehung kompensiert wird.Modulator (100) according to one of Claims 1 to 10 wherein each offset in the PDM signal is compensated by multiplying the input signal by a linearity factor based on the linearized relationship. Modulator (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei jeder Offset im PDM-Signal durch Multiplizieren des PDM-Signals oder seines demodulierten Signals mit einem Linearitätsfaktor basierend auf der linearisierten Beziehung kompensiert wird.Modulator (100) according to one of Claims 1 to 11 wherein each offset in the PDM signal is compensated by multiplying the PDM signal or its demodulated signal by a linearity factor based on the linearized relationship. Modulationsverfahren, umfassend: Modulieren, durch eine Delta-Sigma-Modulationsschaltung (110) mit einer Ordnung größer als 1, eines Eingangssignals in ein pulsdichtemoduliertes (PDM) Signal; und Linearisieren, durch eine Pad-Asymmetriekompensations(PAC, Pad Asymmetric Compensation)-Schaltung (120), einer Beziehung zwischen einer Größe des Eingangssignals und einer Anzahl von Anstiegs- oder Abfallübergängen des PDM-Signals durch Maximieren der Anzahl von Anstiegs- oder Abfallübergängen des PDM-Signals und Ausgeben eines modifizierten PDM-Signals, wobei die linearisierte Beziehung zum Kompensieren eines beliebigen Offsets im PDM-Signal dient. A modulation method, comprising: modulating, by a delta-sigma modulation circuit (110) having an order greater than 1, an input signal into a pulse density modulated (PDM) signal; and linearizing, by a Pad Asymmetry Compensation (PAC) circuit (120), a relationship between a magnitude of the input signal and a number of rise or fall transitions of the PDM signal by maximizing the number of rise or fall transitions of the PDM signal PDM signal and outputting a modified PDM signal, wherein the linearized relationship for compensating for any offset in the PDM signal is used. Modulationsverfahren nach Anspruch 13, ferner umfassend: Rückführen, von einem Ausgang der PAC-Schaltung (120), des modifizierten PDM-Signals in die Delta-Sigma-Modulationsschaltung (110), so dass sich die Pulsdichte des modifizierten PDM-Signals nicht von der Pulsdichte des unmodifizierten PDM-Signals unterscheidet.Modulation method according to Claim 13 , further comprising: returning, from an output of the PAC circuit (120), the modified PDM signal to the delta-sigma modulation circuit (110) so that the pulse density of the modified PDM signal does not differ from the pulse density of the unmodified PDM Signal is different. Modulationsverfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, ferner umfassend: Maximieren, durch die PAC-Schaltung (120), der Anzahl von Anstiegs- oder Abfallübergängen des PDM-Signals durch: falls das Eingangssignal kleiner als ein vorbestimmter Prozentsatz der Full-Scale ist, Ersetzen von zwei aufeinanderfolgenden 1 Bits des PDM-Signals durch eine 0 und eine 1; und falls das Eingangssignal größer oder gleich dem vorbestimmten Prozentsatz der Full-Scale ist, Ersetzen von zwei aufeinanderfolgenden 0 Bits des PDM-Signals durch eine 1 und eine 0.Modulation method according to one of Claims 13 or 14 , further comprising: maximizing, by the PAC circuit (120), the number of rise or fall transitions of the PDM signal by: if the input signal is less than a predetermined percentage of the full-scale, replacing two consecutive 1 bits of the PDM Signal through a 0 and a 1; and if the input signal is greater than or equal to the predetermined percentage of the full-scale, replacing two consecutive 0 bits of the PDM signal with a 1 and a 0. Modulationsverfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, ferner umfassend: Maximieren, durch die PAC-Schaltung (120), der Anzahl von Anstiegs- oder Abfallübergängen des PDM-Signals durch: Vergleichen von vorherigen und aktuellen Bits des PDM-Signals von der Delta-Sigma-Modulationsschaltung (110); falls das Eingangssignal kleiner als ein vorbestimmter Prozentsatz der Full-Scale ist und falls das vorherige und das aktuelle Bit des PDM-Signals beide 1 sind, Ersetzen des aktuellen Bits durch eine 0; und falls das Eingangssignal größer oder gleich dem vorbestimmten Prozentsatz der Full-Scale ist und falls das vorherige und das aktuelle Bit des PDM-Signals beide 0 sind, Ersetzen des aktuellen Bits durch eine 1.Modulation method according to one of Claims 13 to 15 , further comprising: maximizing, by the PAC circuit (120), the number of rise or fall transitions of the PDM signal by: comparing previous and current bits of the PDM signal from the delta-sigma modulation circuit (110); if the input signal is less than a predetermined percentage of the full-scale and if the previous and current bits of the PDM signal are both 1, replacing the current bit with a 0; and if the input signal is greater than or equal to the predetermined percentage of the full-scale and if the previous and current bits of the PDM signal are both 0, replacing the current bit with a 1. Modulationsverfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, ferner umfassend: Maximieren, durch die PAC-Schaltung (120), der Anzahl von Anstiegs- oder Abfallübergängen des PDM-Signals durch: Setzen eines PAC-Flip-Bits auf 1, falls das Eingangssignal kleiner als ein vorbestimmter Prozentsatz der Full-Scale ist, und auf 0, falls das Eingangssignal größer oder gleich dem vorbestimmten Prozentsatz der Full-Scale ist; Bestimmen, ob das PAC-Flip-Bit gleich einem vorherigen Bit und einem aktuellen Bit des PDM-Signals von der Delta-Sigma-Modulationsschaltung (110) ist; falls das PAC-Flip-Bit sowohl gleich dem vorherigen Bit als auch dem aktuellen Bit des PDM-Signals von der Delta-Sigma-Modulationsschaltung (110) ist, Ausgeben einer Invertierung des aktuellen Bits; und falls das PAC-Flip-Bit weder gleich dem vorherigen Bit noch dem aktuellen Bit des PDM-Signals von der Delta-Sigma-Modulationsschaltung (110) ist, Ausgeben des aktuellen Bits.Modulation method according to one of Claims 13 to 16 , further comprising: maximizing, by the PAC circuit (120), the number of rise or fall transitions of the PDM signal by: setting a PAC flip bit to 1 if the input signal is less than a predetermined percentage of the full-scale is and 0 if the input signal is greater than or equal to the predetermined percentage of the full-scale; Determining whether the PAC flip bit is equal to a previous bit and a current bit of the PDM signal from the delta sigma modulation circuit (110); if the PAC flip bit is equal to both the previous bit and the current bit of the PDM signal from the delta sigma modulation circuit (110), outputting an inversion of the current bit; and if the PAC flip bit is neither equal to the previous bit nor the current bit of the PDM signal from the delta sigma modulation circuit (110), outputting the current bit. Modulationsverfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, wobei das Modulieren umfasst: Subtrahieren, durch einen Subtrahierer (111), des modifizierten PDM-Signals vom Eingangssignal und Ausgeben eines Differenz- oder Fehlersignals; Erzeugen, durch eine Integrationsschaltung, die eine Mehrzahl von Integratoren (112, 113) umfasst, eines Integrationssignals, das über einen vorbestimmten Zeitraum proportional zum Subtraktionssignal ist; und Vergleichen, durch einen Komparator (114), des Integrationssignals mit einem Schwellenwert und Ausgeben des PDM-Signals.Modulation method according to one of Claims 13 to 17 wherein the modulating comprises: subtracting, by a subtractor (111), the modified PDM signal from the input signal and outputting a difference or error signal; Generating, by an integrator circuit comprising a plurality of integrators (112, 113), an integration signal proportional to the subtraction signal over a predetermined period of time; and comparing, by a comparator (114), the integration signal with a threshold and outputting the PDM signal. Modulationsverfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 18, wobei das Modulieren umfasst: Umwandeln, durch einen Digital-Digital-Wandler (115), der zwischen dem Komparator (114) und dem Subtrahierer (111) gekoppelt ist, des PDM-Signals von einem Ein-Bit-Signal in ein Multi-Bit-Signal.Modulation method according to one of Claims 13 to 18 wherein the modulating comprises: converting, by a digital-to-digital converter (115) coupled between the comparator (114) and the subtractor (111), the PDM signal from a one-bit signal to a multi-bit signal. bit signal. Modulationsverfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 19, ferner umfassend: Kompensieren eines beliebigen Offsets im PDM-Signal durch Multiplizieren des Eingangssignals oder des PDM-Signals oder seines demodulierten Signals mit einem Linearitätsfaktor basierend auf der linearisierten Beziehung.Modulation method according to one of Claims 13 to 19 , further comprising: Compensating any offset in the PDM signal by multiplying the input signal or the PDM signal or its demodulated signal by a linearity factor based on the linearized relationship.
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